2015電子產(chǎn)業(yè)走勢(shì)權(quán)威調(diào)查(三) :淹不死的發(fā)動(dòng)機(jī)
顯然,2014年的物聯(lián)網(wǎng)大潮把電機(jī)控制技術(shù)的勢(shì)頭給淹沒了,但是,你我都知道,淹不死。相反,這證明電機(jī)控制技術(shù)太重要。
拿瑞薩來說,瑞薩電子是全球第一的微控制器供應(yīng)商和高級(jí)半導(dǎo)體解決方案的供應(yīng)商,產(chǎn)品應(yīng)用于全球數(shù)十億聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中,為客戶提供微控制器、SoC、模擬與功率器件及集成了硬件和軟件的創(chuàng)造性嵌入式系統(tǒng)解決方案和專屬服務(wù)。
瑞薩電子(中國(guó))有限公司汽車業(yè)務(wù)中心統(tǒng)括經(jīng)理趙坤指出,在汽車電子市場(chǎng),瑞薩在未來有更多的技術(shù)和服務(wù)提供給市場(chǎng)。
瑞薩電子(中國(guó))有限公司汽車業(yè)務(wù)中心統(tǒng)括經(jīng)理趙坤
從目前的最新動(dòng)態(tài)來看,瑞薩推出的新一代基于40nm Flash工藝的MCU——RH850F1x。是最先進(jìn)Flash工藝的MCU產(chǎn)品。其在設(shè)計(jì)之初就充分考慮了節(jié)能和功能安全這兩方面的需求,并且滿足諸如功能安全、AUTOSAR,Security等車用相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),為了用戶的開發(fā)提供了極大的方便。
RH850/F1x系列的MCU是V850E2/Fx4和V850E2/Fx4-L的新一代產(chǎn)品。與之前的產(chǎn)品相比,RH850/F1x具有更大的Flash空間以及更多的封裝產(chǎn)品,最小有48pin封裝的產(chǎn)品。作為新一代產(chǎn)品,RH850F1x主要針對(duì)汽車電子車身應(yīng)用而設(shè)計(jì),并且具有如下的一些特點(diǎn):
1、 RH850/F1x又有三個(gè)子系列:RH850/F1L、RH850/F1M、RH850/F1H,可以滿足車身多個(gè)應(yīng)用。
2、 所有RH850/F1x系列里的產(chǎn)品均具有相同的CPU以及共同的外圍功能,所以軟件完全兼容。
3、 RH850/F1x采用40nm工藝及MONOS的flash技術(shù),具有超低功耗及更好的可靠性。
4、 提高了汽車網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的功能并增加了數(shù)據(jù)加密功能。
此外,最尖端的微控制器RH850/P1x系列,是采用40nm工藝的汽車底盤MCU。瑞薩將40nm工藝與其獨(dú)有的MONOS內(nèi)存結(jié)構(gòu)相結(jié)合,提供了具有創(chuàng)新的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPS)、制動(dòng)系統(tǒng)及其他底盤系統(tǒng)解決方案,從而降低了功耗,并提高了底盤系統(tǒng)中安全系統(tǒng)的開發(fā)效率。大幅降低汽車底盤系統(tǒng)安全功能的開發(fā)難度。
頂級(jí)汽車安全芯片RH850/P1X-C系列屬于汽車級(jí)安全MCU,將功能安全技術(shù)、安全加密技術(shù)和汽車控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)整合在一塊芯片上,而這些技術(shù)是實(shí)現(xiàn)安全汽車控制的關(guān)鍵。為駕駛員輔助系統(tǒng)提供一體化解決方案,使無人駕駛成為可能。
在先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)和車載信息領(lǐng)域,瑞薩擁有最新開發(fā)的片上系統(tǒng)(SoC)R-Car V2H,該產(chǎn)品采用最先進(jìn)的圖像識(shí)別技術(shù),支持先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)中的高分辨率的環(huán)視功能,其包含的附加功能可提高性能、降低功耗、并增強(qiáng)傳統(tǒng)汽車和新興無人駕駛汽車的安全性。R-Car E2車載系統(tǒng)芯片(SoC),是新款集成式汽車駕駛艙解決方案,可為入門級(jí)汽車集成駕駛艙系統(tǒng)提供卓越的信息娛樂和音響功能,并可支持汽車-智能手機(jī)的交互操作。結(jié)合瑞薩R-Car系列其他產(chǎn)品,可輕松擴(kuò)展,覆蓋從入門級(jí)到高端的集成式駕駛艙系統(tǒng)。
飛思卡爾業(yè)務(wù)擴(kuò)展經(jīng)理李唐山
也指出,電機(jī)控制的發(fā)展速度雖然不像消費(fèi)品那樣迅猛,但是一直在不斷進(jìn)步,比如近兩年大熱的FOC控制和家電變頻化,以及因傳感器的一些弊端引發(fā)的無傳感器控制需求,業(yè)界都有很強(qiáng)烈的興趣。
高性能的電機(jī)控制表現(xiàn)為整個(gè)速度范圍運(yùn)行平穩(wěn),零速下全轉(zhuǎn)矩控制,和快速的加速減速特性。一般使用矢量控制技術(shù)(又稱為磁場(chǎng)定向控制-FOC)來實(shí)現(xiàn)。
電機(jī)控制技術(shù)上的挑戰(zhàn)比較多。比如在無傳感器的情況下使用FOC,尤其是啟動(dòng)前沒有反電動(dòng)勢(shì)的存在,控制系統(tǒng)無法知道目前轉(zhuǎn)子的位置。還有低速的問題,變頻家電要求夜晚超低速,轉(zhuǎn)速越低反電動(dòng)勢(shì)越低,反饋信號(hào)的波動(dòng)也越大,如何在低速情況下保持對(duì)電機(jī)的快速準(zhǔn)確控制一直是個(gè)很具挑戰(zhàn)性的技術(shù)難題。另外,因?yàn)镮oT的發(fā)展,遠(yuǎn)程調(diào)試的需求也逐漸出現(xiàn),尤其是控制板位于電機(jī)內(nèi)部時(shí),可以省去線束的煩惱,無線調(diào)試器也有助于對(duì)客戶使用各家產(chǎn)品使用的不同接口做出統(tǒng)一化處理。
飛思卡爾的產(chǎn)品線豐富,既有DSP核的Freescale DSC,也有ARM核的電機(jī)專用KV系列,還有5V的KE系列,都適合電機(jī)控制的應(yīng)用。
飛思卡爾的DSC系列性價(jià)比高,內(nèi)含很多靈活易用的外設(shè)模塊,適用于要求較高的電機(jī)控制應(yīng)用。KV系列分為M0+和M4兩個(gè)子系列,后續(xù)還將有M7核的系列加入KV系列。外設(shè)借鑒了DSC的部分設(shè)計(jì),比如兩路硬件ADC的速度可以達(dá)到4.1Msps,在高速時(shí)仍然保證精度。KE系列特點(diǎn)是純5V和高魯棒性,比常見的3.3V系統(tǒng)更適合復(fù)雜的工業(yè)系統(tǒng)中。
創(chuàng)新性技術(shù)方案,目前在家電領(lǐng)域有三合一的變頻空調(diào)方案,也有超低功耗的變頻冰箱方案,變頻洗衣機(jī)方案已經(jīng)在大客戶大批量產(chǎn)。在變頻器逆變器步進(jìn)伺服領(lǐng)域,飛思卡爾近期也有方案推出。
對(duì)遠(yuǎn)程調(diào)試,飛思卡爾正在研發(fā)中的MotorSuite(電機(jī)開發(fā)套件)會(huì)在此方面做出重大突破。
恩智浦半導(dǎo)體微控制器通用市場(chǎng)產(chǎn)品線總經(jīng)理Ross Bannatyne則表示,在健康與健身、游戲、娛樂,甚至是工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域越來越多地加入了傳感器,這些傳感器不僅對(duì)電池續(xù)航時(shí)間發(fā)起了挑戰(zhàn),而且傳感器的類型都不一樣,例如,在手機(jī)或者平板電腦中通常會(huì)用到陀螺儀、運(yùn)動(dòng)感應(yīng)器、加速度計(jì)等傳感器。在工業(yè)環(huán)境或健身方面,更多的傳感器是溫度或濕度感應(yīng)器。如何對(duì)這些傳感器的信號(hào)、數(shù)據(jù)進(jìn)行精確處理,是控制器的重要使命。
要實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)處理或者管理的優(yōu)化,在技術(shù)上需要滿足三點(diǎn)要求,第一點(diǎn)是由于不同的傳感器數(shù)據(jù),必然決定它的管理方式也是不同的,一些是非數(shù)字密集型處理的任務(wù),比如數(shù)據(jù)的監(jiān)聽、采集,以及管理的工作;另一些是我們要做數(shù)據(jù)融合類的任務(wù),其數(shù)據(jù)處理量較高、要求較大的任務(wù)時(shí)候,比如做信令處理或者數(shù)據(jù)通信。
第二點(diǎn),一般來說傳感器都是數(shù)字輸出;但還有一些類型,尤其是在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的傳感器,比如精確度、精準(zhǔn)度類傳感器,其輸出是模擬的,因此傳感器中樞必須有模轉(zhuǎn)數(shù)的功能。
第三點(diǎn),很多便攜式產(chǎn)品的空間是受限的,因此產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)非常小的封裝。
不久前,NXP推出了LPC54100微控制器,就滿足了上述要求,其中嵌入了兩個(gè)核,可進(jìn)行不同類別的傳感器數(shù)據(jù)處理,Cortex M0+核處理非密集型處理,Cortex-M4F處理密集運(yùn)算,且?guī)в袑掚妷悍秶鷥?nèi)(1.62至3.6 V)支持各種規(guī)格性能的12bit、4.8Msps/s的ADC,有小型的WLCSP49 (3.2 x 3.2 mm)封裝。
Microchips公司16位單片機(jī)產(chǎn)品部產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理Erlendur Kristjansson分析目前的主要趨勢(shì)是:采用梯形波或6步逆變器控制的BLDC電機(jī)正轉(zhuǎn)向依靠無傳感器磁場(chǎng)定向控制(FOC)的永磁同步電機(jī)(PMSM)。效率提高以及更平滑的運(yùn)轉(zhuǎn)是這一轉(zhuǎn)變的主要原因。隨著對(duì)能源效率關(guān)注度的增加,電機(jī)首當(dāng)其沖成為了改進(jìn)的目標(biāo),因?yàn)樗鼈兊暮碾娏繋缀踹_(dá)到了全球的一半。改進(jìn)這些電機(jī)的效率,延長(zhǎng)其使用壽命可降低污染、節(jié)省金錢。使用無傳感器FOC來控制電機(jī)需要更加復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法,進(jìn)而提高了對(duì)性能的要求。它還要求更多模擬功能,如運(yùn)放、PGA或是ADC的多路同時(shí)采樣,以測(cè)量相電流。要達(dá)到與原有BLDC設(shè)計(jì)相當(dāng)?shù)某杀拘б?,所選用的單片機(jī)或數(shù)字信號(hào)控制器需要集成更多模擬功能。
Microchips公司16位單片機(jī)產(chǎn)品部產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理Erlendur Kristjansson
在過去幾年間,Microchip一直提供自帶運(yùn)放的dsPIC?數(shù)字信號(hào)控制器(DSC),以提供更好的系統(tǒng)集成和成本。這些運(yùn)放具有10 MHz 的增益帶寬(GBW)。這一點(diǎn)很重要,因?yàn)榉至麟娮栊枰M可能小才能使系統(tǒng)功耗和對(duì)電機(jī)電壓的影響均最小。這樣,分流電阻兩端電壓將比控制器中ADC的工作電壓范圍小很多。因此需要一個(gè)增益放大器來放大信號(hào)。然而,這會(huì)帶來這樣的問題,DSC中集成的運(yùn)放的GBW會(huì)被縮小與增益相同的倍率。例如,若運(yùn)放的GBW為5 MHz,需要增益為10,那么最終增益放大器的GBW將為約500 kHz。dsPIC DSC允許客戶實(shí)現(xiàn)高增益的增益放大器來測(cè)量分流電流,并保持較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。
Microchip還提供無傳感器FOC的參考設(shè)計(jì),包括調(diào)節(jié)指南和示例代碼,讓客戶可以迅速著手設(shè)計(jì)。
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松下電器機(jī)電:主攻三大市場(chǎng) http://www.ex-cimer.com/article/266193.htm
集成FRAM MCU優(yōu)勢(shì)幾多?讓MSP430FR4x/FR2x告訴你! http://www.ex-cimer.com/article/264585.htm
2015電子產(chǎn)業(yè)走勢(shì)權(quán)威調(diào)查(四) :智能識(shí)別與安全技術(shù)走紅 http://www.ex-cimer.com/article/268639.htm
2015電子產(chǎn)業(yè)走勢(shì)權(quán)威調(diào)查(三) :淹不死的發(fā)動(dòng)機(jī) http://www.ex-cimer.com/article/268237.htm
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2015電子產(chǎn)業(yè)走勢(shì)權(quán)威調(diào)查(一)—— 物聯(lián)網(wǎng)來了,挾著滿滿的財(cái)富 http://www.ex-cimer.com/article/268064.htm
評(píng)論